JP2899119B2 - 指紋照合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は登録されている指紋辞書
と入力指紋のパターンマッチングを行って本人の確認を
行う指紋照合装置に関する。

【０００２】近年、コンピュータが広範な社会システム
の中に導入されるに伴い、システム・セキュリティに関
係者の関心が集まっている。コンピュータルームへの入
室や、端末利用の際の本人確認の手段として、これまで
用いられてきたＩＤカードやパスワードには、セキュリ
ティ確保の面から多くの疑問が提起されている。これに
対して、指紋は万人不同，終生不変という２大特徴を持
つため、本人確認の最も有力な手段と考えられ、指紋を
用いた簡便な個人照合システムに関して多くの研究開発
が行われている。

【０００３】

【従来の技術】従来の指紋照合装置では、予め指紋の特
徴を辞書として登録しておき、照合の際には入力画像と
特徴辞書情報との比較を行い本人確認を行っている。図
８は従来の指紋照合装置の構成概念図である。先ず、登
録時の動作について説明する。指紋センサ１に指を押し
つけておいて指紋のパターンを検出し、指紋センサ１内
のＡ／Ｄ変換器（図示せず）によりディジタルデータに
変換する。変換されたディジタルデータ（指紋データ）
は、続く２値化回路２により“０”，“１”の２値デー
タに変換され、フレームメモリ３に格納される。フレー
ムメモリ３に格納された指紋データは、順次読出された
後、特徴情報抽出／照合回路４に入り、特徴情報が抽出
される。

【０００４】ここで、特徴情報とは、例えば図９（イ）
に示すような分岐点や（ロ）に示すような端点等をい
う。このような分岐点や端点がどの位置に何個あるかで
指紋を特定することができる。抽出された特徴情報は、
個人特徴情報データファイル５に格納される。以上の動
作が複数の個人について繰返され、個人の特徴情報が個
人特徴情報データファイル５に格納される。

【０００５】このようにして特徴情報量の個人特徴情報
データファイル５への登録が終了すると、今度は個人の
指紋の照合動作に入る。照合の場合、指紋センサ１に指
（予め登録に用いた指。例えば人さし指）を乗せてか
ら、テンキー（図示せず）で自分のＩＤ番号を入力す
る。この結果、特徴情報抽出／照合回路４はＩＤ番号を
基に個人特徴情報データファイル５の検索する範囲を決
定して照合時に読出すことにより、検索する範囲を絞る
ことができる。

【０００６】登録時と同様にして指紋のパターンを検出
し、指紋センサ１内のＡ／Ｄ変換器（図示せず）により
ディジタルデータに変換する。変換されたディジタルデ
ータは、続く２値化回路２により“０”，“１”の２値
データに変換され、フレームメモリ３に格納される。

【０００７】特徴情報抽出／照合回路４は、フレームメ
モリ３に格納されている照合用指紋データを読出し、個
人特徴情報データファイル５に格納されている個人毎の
特徴情報を読出し、双方の照合（パターンマッチング）
を行う。特徴情報の一致の数が所定数以上あった時に
は、指紋が一致したと判定する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、指紋に
よる個人識別情報をインテリジェントビル，原子力施設
等の重要施設等に導入する場合、一度に数百から数千の
指を登録しなければならない。また、原子力発電所で
は、定期点検の際、のべ数万人の作業者が従事すること
がある。その最に、いちいち指紋照合装置の指紋センサ
に各個人の指を当てて登録処理をしていたら、数万人の
指を登録する処理に時間がかかりすぎてしまう。また、
照合率をより向上させようとすると、とかく登録処理が
複雑になり、時間が更にかかってしまう。

【０００９】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、効率よく指紋登録を行うことができる指
紋照合装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図である。図８と同一のものは、同一の符号を付し
て示す。図において、１は指紋画像を読込む指紋セン
サ、１０は該指紋センサ１の出力を２値画像に変換して
記録する指紋画像記録部、１１は該指紋画像記録部１０
から出力される指紋画像を記録する情報記録媒体、１２
は該情報記録媒体１１を持ち込んで、その記録情報を個
人識別名と指紋画像情報の対としてバッチ的に入力する
バッチ処理部、２０は該バッチ処理部１２から出力され
る指紋画像情報を入力して、複数の個人の特徴パターン
を指紋辞書として一括して登録すると共に、入力指紋画
像と指紋辞書との照合を行う指紋画像照合処理部であ
る。

【００１１】

【作用】本発明では、各職場毎に指紋センサ１と指紋画
像記録部１０とを設けておき、指紋センサ１で読込んだ
複数個人の２値化指紋画像をフロッピーディスク等の情
報記録媒体１１に記録しておく。そして、中央に設置さ
れた指紋画像照合処理部２０に情報記録媒体１１を各職
場から持ち込んで、バッチ処理部１２に読み取らせるよ
うにする。

【００１２】このような構成とすることにより、指紋照
合装置の前に数千人の人が行列を作って指の登録を行う
必要がなくなり、効率よく指紋登録を行うことができる
指紋照合装置を提供することができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図２は本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して
示す。指紋画像照合処理部２０は、指紋画像を取込む指
紋画像取込み部２１と、該指紋画像取込み部２１の出力
を順次記憶するメモリ２２と、特徴パターンを指紋辞書
として登録する指紋辞書記憶部２３と、メモリ２２から
読出した指紋画像から特徴情報を抽出し、指紋画像同志
の比較又はメモリ２２から読出した指紋画像の特徴パタ
ーンと指紋辞書記憶部２３から読出した指紋辞書との照
合を行う特徴情報抽出／照合部２４と、該特徴情報抽出
／照合部２４の照合結果に応じて辞書の評価を行い、最
適な指紋辞書を前記指紋辞書記憶部２３に登録する辞書
評価部２５とで構成されている。このように構成された
装置の動作を説明すれば、以下のとおりである。

【００１５】指紋センサ１は、複数の個人の指紋画像を
読取る。読取られた指紋画像情報は、指紋画像記録部１
０に入る。指紋画像記録部１０は、指紋センサ１の出力
をＡ／Ｄ変換してディジタルデータに変換した後、更に
２値化処理を行って２値化画像データに変換する。この
ようにして生成された２値化画像データは、指紋画像記
録部１０により情報記録媒体としてのフロッピーディス
ク１１に格納する。

【００１６】一人の指紋画像の読取りが終了したら、次
の個人の指紋画像読取りを行って、フロッピーディスク
１１に格納する。この時、個人の識別情報と指紋画像デ
ータとは対応して格納される。このようにして、フロッ
ピーディスク１１には、１つの職場単位の例えば数百個
の個人指紋画像データが格納されることになる。

【００１７】フロッピーディスク１１は、そのまま指紋
画像照合処理部（本体装置）のある場所まで持ち込まれ
る。持ち込みの方法は、郵送してもよいし、人が持参す
るようにしてもよい。

【００１８】フロッピーディスク１１の内容はバッチ処
理部１２にかけられる。バッチ処理部１２は、記録情報
を個人識別名と指紋画像情報の対としてバッチ的に入力
する。入力された指紋画像データは、指紋画像取込み部
２１から装置本体２０に取り込まれる。取り込まれた指
紋画像データは、いったんメモリ２２に格納される。

【００１９】特徴情報抽出／照合部２４は、メモリ２２
に格納されている各個人毎の特徴情報を抽出し、指紋画
像同志の比較照合を行う。辞書評価部２５は、該特徴情
報抽出／照合部２４の照合結果に応じて辞書の評価を行
い、最適な指紋辞書を前記指紋辞書記憶部２３に登録す
る。

【００２０】辞書の登録が終了したら、今度は特徴情報
抽出／照合部２４は装置本体に設けられた指紋センサ
（図示せず）からの読取り画像と、指紋辞書記憶部２３
に格納されている個人の辞書の特徴パターンの照合処理
を行い、本人の識別を行う。

【００２１】本発明によれば、指紋辞書登録時には職場
単位で読取った指紋画像データを、センタの本体装置側
にバッチ的に読み取らせるようになっている。従って、
指紋照合装置の前に数千人の人が行列を作って指の登録
を行う必要がなくなり、効率よく指紋登録を行うことが
できる指紋照合装置を提供することができる。

【００２２】次に、辞書登録の詳細について説明する。
図３は本発明の動作の一例を示すフローチャートであ
る。先ず、指紋センサ１から同一人の同一の指の複数の
指紋画像を採取する（Ｓ１）。採取された指紋画像は、
指紋画像記録部１０からフロッピーディスク１１に格納
される。次に、指紋画像の転送を行う（Ｓ２）。具体的
には、フロッピーディスク１１を装置本体側に持ってい
くことを示す。しかしながら、転送方法はこれに限るも
のではなく、指紋画像記録部１０内に指紋画像データを
記憶するメモリを設けておき、このメモリの内容を回線
等を用いて装置本体側に転送するようにしてもよい。

【００２３】装置本体（指紋画像照合処理部）２０側で
は、取り込まれた複数の指紋画像から指紋辞書を作成す
る（Ｓ３）。具体的には、取り込まれた複数の指紋画像
のうちの１個を選んでその中の特徴点（特徴パターン）
を抽出して辞書とする。

【００２４】図４は特徴点抽出の説明図である。図の螺
旋状のパターンＭは指紋である。特徴点は、この指紋Ｍ
の線上に現れる。図の□が特徴点である。中心の特徴点
からその周囲に沿って複数の特徴点をピックアップし
て、指紋辞書とする。この指紋辞書は、とりあえず特徴
情報抽出／照合部２４に格納される。

【００２５】指紋辞書を作成したら、照合評価を残りの
指紋画像に対して行う（Ｓ４）。図５は照合評価の説明
図である。取り込んだ複数の指紋画像がＧ１からＧ５ま
で５個であったものとする。そして、この内のＧ２から
指紋辞書Ｄを作成する。指紋辞書Ｄが作成されたら、こ
の指紋辞書Ｄと残りの指紋画像Ｇ１，Ｇ３〜Ｇ５までの
指紋画像とのパターンマッチングを行う。このパターン
マッチングは、図４に示す□の特徴点と同じ大きさの窓
を作り、この窓を指紋画像に沿ってスキャンし、一致す
るパターンがあるかどうかチェックするものである。

【００２６】そして、照合評価の結果、辞書評価部２５
がその照合結果を受けて閾値以上の照合率が得られた場
合には、仮に決めたその辞書を指紋辞書記憶部２３に記
憶させる。これにより、仮に決めた辞書が正式な辞書と
して登録されることになる。

【００２７】図６は本発明の他の動作の一例を示すフロ
ーチャートである。先ず、指紋センサ１から同一人の同
一の指の複数の指紋画像を採取する（Ｓ１）。採取され
た指紋画像は、指紋画像記録部１０からフロッピーディ
スク１１に格納される。次に、指紋画像の転送を行う
（Ｓ２）。具体的には、フロッピーディスク１１を装置
本体側に持っていくことを示す。しかしながら、転送方
法はこれに限るものではなく、指紋画像記録部１０内に
指紋画像データを記憶するメモリを設けておき、このメ
モリの内容を回線等を用いて装置本体側に転送するよう
にしてもよい。

【００２８】装置本体（指紋画像照合処理部）２０側で
は、取り込まれた複数の指紋画像から複数の仮の指紋辞
書を作成する（Ｓ３）。具体的には、取り込まれた複数
の指紋画像のうちから複数個を選んでその中の特徴点
（特徴パターン）を抽出して複数の辞書とする。

【００２９】各指紋画像毎の特徴点抽出方法は、図４に
示すとおりである。これら指紋辞書は、とりあえず特徴
情報抽出／照合部２４に格納される。

【００３０】指紋辞書を作成したら、照合評価を残りの
指紋画像に対して行う（Ｓ４）。図７は複数の辞書の照
合評価の説明図である。取り込んだ複数の指紋画像がＧ
１からＧ５まで５個であったものとする。そして、これ
ら各指紋画像毎に指紋辞書Ｄ１〜Ｄ５を作成する。指紋
辞書Ｄ１〜Ｄ５が作成されたら、先ず指紋辞書Ｄ１と残
りの指紋画像Ｇ２〜Ｇ５までの指紋画像とのパターンマ
ッチングを行う。

【００３１】指紋辞書Ｄ１についての照合が終了した
ら、今度は指紋辞書Ｄ２についての照合動作を行う。以
下、残りの指紋辞書Ｄ３〜Ｄ５についても同様の照合動
作を行う。全ての指紋辞書についての照合動作が終了し
たら、辞書評価部２５はその照合結果を受けて、複数の
辞書のうち閾値以上の照合率が得られ、かつ照合率が最
良のものを辞書として選択する（Ｓ５）。次に、選択し
た辞書を正式な指紋辞書として指紋辞書記憶部２３に登
録する（Ｓ６）。図７では、複数の指紋画像の全てから
指紋辞書を作成する場合を説明したが、全部ではなく、
一部から指紋辞書を作成するようにしてもよい。

【００３２】そして、照合評価の結果、辞書評価部２５
がその照合結果を受けて閾値以上の照合率が得られた場
合には、仮に決めたその辞書を指紋辞書記憶部２３に記
憶させる。これにより、仮に決めた辞書が正式な辞書と
して登録されることになる。

【００３３】以下、本発明の変形例について説明する。 図２の実施例において、指紋画像記録部１０に指紋画
像以外の属性を記録する機能を付加しておき、フロッピ
ーディスク１１にその属性も合わせて記録させ、装置本
体側に転送することができる。 指紋画像記録部１０に、指紋画像を記録する際に、記
録された画像の質を判断し、照合に不適切な指であると
判定したら、他の指の使用を要請するようにすることが
できる。 指紋画像記録部１０に本人確認機能を具備し、資格を
もつ者だけが装置を動作させるようにすることができ
る。 装置本体に指紋画像を転送する際に、本人確認を必要
とするようにすることができる。 装置本体に指紋画像を転送する際に、フロッピーディ
スク１１に指紋画像データを暗号化して記憶させるよう
にすることができる。これは、指紋画像を装置本体に持
ち込む際に盗難にあった時の悪用を防止する効果があ
る。 装置本体に指紋画像を転送する際に、フロッピーディ
スク１１に指紋画像を圧縮・符号化して記憶させるよう
にすることができる。これは、フロッピーディスク１１
へのデータを効率よく記憶させる効果がある。

【００３４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば指紋画像をそれぞれの職場毎に情報記録媒体に取
り込んでおき、取り込んだ情報記録媒体を本体装置が設
置されている場所まで持ち込むことにより、或いは何ら
かの手段により転送して、装置本体側では情報記録媒体
から指紋画像情報を読み込むバッチ処理を行うようにす
る。これにより、指紋照合装置の前に数千人の人が指紋
辞書登録のために行列を作って指の登録を行う必要がな
くなり、効率よく指紋登録を行うことができる指紋照合
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図３】本発明の動作の一例を示すフローチャートであ
る。

【図４】特徴点抽出の説明図である。

【図５】照合評価の説明図である。

【図６】本発明の他の動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】辞書照合評価の説明図である。

【図８】従来の指紋照合装置の構成概念図である。

【図９】指紋の特徴情報例を示す図である。

【符号の説明】

１ 指紋センサ １０ 指紋画像記録部 １１ 情報記録媒体 １２ バッチ処理部 ２０ 指紋画像照合処理部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指紋画像を読込む指紋センサと、 該指紋センサの出力を２値画像に変換して記録する指紋
   画像記録部と、 該指紋画像記録部から出力される指紋画像を記録する情
   報記録媒体と、 該情報記録媒体を持ち込んで、その記録情報を個人識別
   名と指紋画像情報の対としてバッチ的に入力するバッチ
   処理部と、 該バッチ処理部から出力される指紋画像情報を入力し
   て、複数の個人の特徴パターンを指紋辞書として一括し
   て登録すると共に、入力指紋画像と指紋辞書との照合を
   行う指紋画像照合処理部とで構成され、 前記指紋画像処理部は、 指紋画像を取込む指紋画像取込み部と、 該指紋画像取込み部の出力を順次記憶するメモリと、 特徴パターンを指紋辞書として登録する指紋辞書記憶部
   と、 メモリから読出した指紋画像から特徴情報を抽出し、指
   紋画像同志の比較又はメモリから読出した指紋画像の特
   徴パターンと指紋辞書記憶部から読出した指紋辞書との
   照合を行う特徴情報抽出／照合部と、 該特徴情報抽出／照合部の照合結果に応じて辞書の評価
   を行い、最適な指紋辞書を前記指紋辞書記憶部に登録す
   る辞書評価部とで構成され、 前記指紋センサで同一人物の同一指の指紋画像を複数読
   込んで情報記憶媒体に記録し、該情報記録媒体をバッチ
   処理部に持ち込んで読込ませ、指紋画像照合処理部は、
   その複数の指紋画像より任意の１個を選んで指紋辞書を
   作成し、特徴情報検出／照合部により辞書に使用した以
   外の残りの指紋画像に対して照合処理を行い、辞書評価
   部がその照合結果を受けて閾値以上の照合率が得られた
   場合には、仮に決めたその辞書を指紋辞書記憶部に指紋
   辞書として登録させるようにしたことを特徴とする 指紋
   照合装置。
2. 【請求項２】指紋画像照合処理部は、複数の指紋画像の
   一部又は全部に対して指紋辞書を作成し、 特徴情報検出／照合部により辞書に使用した以外の残り
   の指紋画像に対して照合処理を行い、辞書評価部がその
   照合結果を受けて、複数の辞書のうち閾値以上の照合率
   が得られ、かつ照合率が最良のものを指紋辞書記憶部に
   指紋辞書として登録させるようにしたことを特徴とする
   請求項１記載の指紋照合装置。